Willkommen zurück zu unserer Serie über die Kolonisierung des Sonnensystems! Heute werfen wir einen Blick auf den „Schwesterplaneten“ der Erde, den höllischen, aber seltsam ähnlichen Planeten Venus. Genießen!
Seit Menschen zum ersten Mal in den Himmel schauen, sind sie sich der Venus bewusst. In der Antike war es aufgrund seines hellen Aussehens am Himmel bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang sowohl als „Morgenstern“ als auch als „Abendstern“ bekannt. Schließlich erkannten die Astronomen, dass es sich tatsächlich um einen Planeten handelte und dass er wie die Erde auch die Sonne umkreiste. Und dank des Weltraumzeitalters und zahlreicher Missionen auf dem Planeten haben wir genau gelernt, welche Art von Umgebung Venus hat.
Bei einer Atmosphäre, die so dicht ist, dass eine regelmäßige Oberflächenabbildung unmöglich ist, eine so intensive Hitze, dass Blei schmelzen kann, und Schwefelsäureregen scheint es wenig Grund zu geben, dorthin zu gehen. Aber wie wir in den letzten Jahren erfahren haben, war die Venus einst ein ganz anderer Ort mit Ozeanen und Kontinenten. Und mit der richtigen Technologie könnten Kolonien über den Wolken gebaut werden, wo sie sicher wären.
Was würde es also brauchen, um die Venus zu kolonisieren? Wie bei anderen Vorschlägen zur Kolonisierung des Sonnensystems kommt es darauf an, die richtigen Methoden und Technologien zu haben und wie viel wir bereit sind, auszugeben.
Beispiele in der Fiktion:
Seit dem frühen 20. Jahrhundert wurde die Idee der Kolonisierung der Venus in der Science-Fiction untersucht, hauptsächlich in Form einer Terraformierung. Das früheste bekannte Beispiel ist das von Olaf Stapleton Letzte und erste Männer (1930), in zwei Kapiteln wird beschrieben, wie die Nachkommen der Menschheit die Venus terraformieren, nachdem die Erde unbewohnbar geworden ist. und begehen Sie dabei einen Völkermord an den einheimischen Wasserlebewesen.
In den 1950er und 60er Jahren tauchte Terraforming in vielen Science-Fiction-Werken auf. Poul Anderson schrieb auch ausführlich über Terraforming in den 1950er Jahren. In seinem Roman von 1954 Der große RegenDie Venus wird über einen sehr langen Zeitraum durch planetare Ingenieurtechniken verändert. Das Buch war so einflussreich, dass der Begriff „Big Rain“ inzwischen zum Synonym für das Terraforming der Venus geworden ist.
1991 schlug der Autor G. David Nordley in seiner Kurzgeschichte („Der Schnee der Venus“) vor, dass die Venus auf eine Tageslänge von 30 Erdentagen gedreht werden könnte, indem ihre Venusatmosphäre über Massentreiber exportiert wird. Der Autor Kim Stanley Robinson wurde berühmt für seine realistische Darstellung von Terraforming in der Mars-Trilogie - was beinhaltet Roter Mars, grüner Mars und Blauer Mars.
Im Jahr 2012 folgte er dieser Serie mit der Veröffentlichung von 2312, ein Science-Fiction-Roman, der sich mit der Kolonisierung des gesamten Sonnensystems befasste - einschließlich der Venus. Der Roman untersuchte auch die vielen Möglichkeiten, wie Venus terraformiert werden kann, von der globalen Abkühlung bis zur Kohlenstoffbindung, die alle auf wissenschaftlichen Studien und Vorschlägen beruhten.
Vorgeschlagene Methoden:
Insgesamt betonen die meisten vorgeschlagenen Methoden zur Besiedlung der Venus die ökologische Technik (auch bekannt als Terraforming), um den Planeten bewohnbar zu machen. Es gab jedoch auch Vorschläge, wie Menschen auf der Venus leben könnten, ohne die Umwelt wesentlich zu verändern.
Zum Beispiel haben sowjetische Wissenschaftler laut Inner Solar System: Prospective Energy and Material Resources von Viorel Badescu und Kris Zacny (Hrsg.) Vorgeschlagen, dass Menschen die Atmosphäre der Venus kolonisieren könnten, anstatt zu versuchen, seit den 1970er Jahren auf ihrer feindlichen Oberfläche zu leben.
In jüngerer Zeit schrieb der NASA-Wissenschaftler Geoffrey A. Landis einen Artikel mit dem Titel „Kolonisierung der Venus“, in dem er vorschlug, Städte über den Wolken der Venus zu errichten. In einer Höhe von 50 km über der Oberfläche seien solche Städte vor der rauen venusianischen Umgebung sicher:
„Die Atmosphäre der Venus ist die erdähnlichste Umgebung (außer der Erde selbst) im Sonnensystem. Es wird hier vorgeschlagen, dass in naher Zukunft die Erforschung der Venus durch den Menschen von Luftfahrzeugen in der Atmosphäre aus erfolgen könnte und dass langfristig dauerhafte Siedlungen in Form von Städten errichtet werden könnten, die in einer Höhe von etwa fünfzig Kilometern schwimmen sollen die Atmosphäre der Venus. "
In einer Höhe von 50 km über der Oberfläche hat die Umgebung einen Druck von ungefähr 100.000 Pa, was etwas weniger ist als der der Erde auf Meereshöhe (101.325 Pa). Die Temperaturen in diesen Regionen reichen ebenfalls von 0 bis 50 ° C (273 bis 323 K; 32 bis 122 ° F), und die Atmosphäre oben würde Schutz vor kosmischer Strahlung bieten, mit einer Abschirmmasse, die der der Erde entspricht.
Die venusianischen Lebensräume würden nach Landis 'Vorschlag zunächst aus mit Atemluft gefüllten Aerostaten bestehen (eine 21: 79-Sauerstoff-Stickstoff-Mischung). Dies basiert auf dem Konzept, dass Luft in der dichten Kohlendioxidatmosphäre ein Hebegas ist, das über 60% der Hebekraft von Helium auf der Erde besitzt.
Diese würden Kolonisten erste Lebensräume bieten und könnten als Terraformer fungieren und die Atmosphäre der Venus allmählich in etwas Lebenswertes verwandeln, so dass die Kolonisten an die Oberfläche wandern könnten. Ein Weg, dies zu tun, wäre, genau diese Städte als Sonnenschutz zu verwenden, da ihre Anwesenheit in den Wolken verhindern würde, dass Sonnenstrahlung die Oberfläche erreicht.
Dies würde besonders gut funktionieren, wenn die schwimmenden Städte aus Materialien mit niedriger Albedo bestehen würden. Alternativ könnten reflektierende Ballons und / oder reflektierende Schichten aus Kohlenstoffnanoröhren oder Graphen aus diesen eingesetzt werden. Dies bietet den Fortschritt der In-situ-Ressourcenzuweisung, da atmosphärische Reflektoren unter Verwendung von Kohlenstoff aus lokaler Quelle gebaut werden könnten.
Darüber hinaus könnten diese Kolonien als Plattformen dienen, auf denen chemische Elemente in großen Mengen in die Atmosphäre eingeführt werden. Dies könnte die Form von Calcium- und Magnesiumstaub (der Kohlenstoff in Form von Calcium- und Magnesiumcarbonaten binden würde) oder eines Wasserstofflerosols (das Graphit und Wasser erzeugt) annehmen, wobei letzteres auf die Oberfläche fallen und ungefähr 80% davon bedecken würde die Oberfläche in Ozeanen).
Die NASA hat begonnen, die Möglichkeit zu prüfen, Missionen mit Besatzung zur Venus im Rahmen ihres 2015 vorgeschlagenen High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC) durchzuführen. Wie von Dale Arney und Chris Jones vom Langley Research Center der NASA dargelegt, erfordert dieses Missionskonzept Alle Teile der Missionen mit Besatzung müssen von einem leichteren als einem Flugzeug oder aus der Umlaufbahn aus durchgeführt werden.
Mögliche Vorteile:
Die Kolonisierung der Venus hat viele Vorteile. Für den Anfang ist Venus der erdnächste Planet, was bedeutet, dass es im Vergleich zu anderen Planeten im Sonnensystem weniger Zeit und Geld kostet und Missionen dorthin sendet. Zum Beispiel brauchte die Venus Express-Sonde etwas mehr als fünf Monate, um von der Erde zur Venus zu gelangen, während die Mars Express-Sonde fast sechs Monate brauchte, um von der Erde zum Mars zu gelangen.
Außerdem treten Startfenster zur Venus häufiger auf, alle 584 Tage, wenn Erde und Venus eine minderwertige Konjunktion erfahren. Dies wird mit den 780 Tagen verglichen, die Erde und Mars benötigen, um eine Opposition zu erreichen (d. H. Den Punkt in ihren Umlaufbahnen, an dem sie sich am nächsten nähern).
Im Vergleich zu einer Mission zum Mars würde eine Mission zur Venusatmosphäre auch Astronauten weniger schädlicher Strahlung aussetzen. Dies ist zum Teil auf die größere Nähe der Venus zurückzuführen, aber auch auf die durch die Venus induzierte Magnetosphäre, die durch die Wechselwirkung ihrer dichten Atmosphäre mit dem Sonnenwind entsteht.
Bei schwimmenden Siedlungen in der Atmosphäre der Venus besteht ein geringeres Risiko einer explosiven Dekompression, da zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lebensräume kein signifikanter Druckunterschied besteht. Pannen würden daher ein geringeres Risiko darstellen und Reparaturen wären einfacher zu montieren.
Darüber hinaus würden Menschen keine Druckanzüge benötigen, um sich nach draußen zu wagen, wie dies auf dem Mars oder anderen Planeten der Fall wäre. Obwohl sie bei Arbeiten außerhalb ihrer Lebensräume immer noch Sauerstofftanks und Schutz vor saurem Regen benötigen würden, würden die Arbeitsteams die Umwelt weitaus gastfreundlicher finden.
Die Venus ist auch in Größe und Masse nahe an der Erde, was zu einer Oberflächengravitation führt, an die man sich viel leichter anpassen kann (0,904)G). Im Vergleich zur Schwerkraft auf Mond, Merkur oder Mars (0,165 und 0,38) G) würde dies wahrscheinlich bedeuten, dass die mit Schwerelosigkeit oder Schwerelosigkeit verbundenen gesundheitlichen Auswirkungen vernachlässigbar wären.
Darüber hinaus hätte eine Siedlung dort Zugang zu reichlich vorhandenen Materialien, mit denen Lebensmittel angebaut und Materialien hergestellt werden könnten. Da die Atmosphäre der Venus hauptsächlich aus Kohlendioxid, Stickstoff und Schwefeldioxid besteht, könnten diese gebunden werden, um Düngemittel und andere chemische Verbindungen zu erzeugen.
CO² könnte auch chemisch getrennt werden, um Sauerstoffgas zu erzeugen, und der resultierende Kohlenstoff könnte zur Herstellung von Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und anderen Supermaterialien verwendet werden. Sie werden nicht nur für mögliche Sonnenschutzschilde verwendet, sondern können auch als Teil der lokalen Wirtschaft außerhalb der Welt exportiert werden.
Herausforderungen:
Die Kolonisierung eines Planeten wie der Venus bringt natürlich auch einige Schwierigkeiten mit sich. Während beispielsweise schwimmende Kolonien von der extremen Hitze und dem extremen Druck der Oberfläche entfernt würden, bestünde immer noch die Gefahr von Schwefelsäureregen. Neben der Notwendigkeit einer Schutzabschirmung in der Kolonie müssten auch Arbeitsteams und Luftschiffe geschützt werden.
Zweitens ist Wasser auf der Venus praktisch nicht vorhanden, und die Zusammensetzung der Atmosphäre würde keine synthetische Produktion ermöglichen. Infolgedessen müsste Wasser zur Venus transportiert werden, bis es vor Ort produziert wird (d. H. Wasserstoffgas einbringen, um Wasser aus der Atmosphäre zu erzeugen), und es müssten äußerst strenge Recyclingprotokolle eingeführt werden.
Und natürlich geht es um die damit verbundenen Kosten. Selbst wenn Startfenster häufiger auftreten und die Transitzeit kürzer als etwa fünf Monate ist, wäre eine sehr hohe Investition erforderlich, um alle erforderlichen Materialien zu transportieren - ganz zu schweigen von den Roboterarbeitern, die für deren Montage erforderlich sind -, um auch nur einen einzigen Schwimmer zu bauen Kolonie in der Atmosphäre der Venus.
Wenn wir jedoch in der Lage sind, dies zu tun, könnte die Venus die Heimat von „Cloud Cities“ werden, in denen Kohlendioxidgas verarbeitet und zu Supermaterialien für den Export verarbeitet wird. Und diese Städte könnten als Basis für die langsame Einführung von „The Big Rain“ in die Venus dienen und sich schließlich in eine Welt verwandeln, die dem Namen „Schwesterplanet der Erde“ wirklich gerecht werden könnte.
Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über Terraforming geschrieben. Hier ist der endgültige Leitfaden für Terraforming: Könnten wir den Mond terraformieren? Sollten wir den Mars terraformieren? Wie können wir den Mars terraformieren? und Studententeam wollen Mars mit Cyanobakterien terraformieren.
Wir haben auch Artikel, die sich mit der radikaleren Seite des Terraforming befassen, wie "Könnten wir den Jupiter terraformieren?", "Könnten wir die Sonne terraformen?" Und "Können wir ein schwarzes Loch terraformen?".
Weitere Informationen finden Sie unter Terraforming Mars bei NASA Quest! und die Reise der NASA zum Mars.
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Quellen:
- V. Badescu, K. Zacny (Hrsg.), Inneres Sonnensystem: Prospektive Energie und materielle Ressource, Springer.com
- Wikipedia - Kolonisierung der Venus
- M. J. Way et al. „War Venus die erste bewohnbare Welt unseres Sonnensystems? “, Geophysical Research Letters.
- D. Arney, C. Jones. „HAVOC: Venus-Betriebskonzept in großer Höhe - Eine Explorationsstrategie für Venus“, NASA Technical Reports Server, Langley Research Center.
